Kyoungwon Cho;Seungwon Jeong;Je Hong Park;Si Beom Yu;Byeong Jun Kim;Jeong Ho Ryu
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.33
no.2
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pp.78-82
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2023
The oxygen evolution reaction (OER) is the primary challenge in renewable energy storage technologies, specifically electrochemical water splitting for hydrogen generation. We report effects of Mo doping into Ni layered double hydroxide (Ni-LDH) microcrystal on electrocatalytic activities. In this study, Mo doped Ni-LDH were grown on three-dimensional porous nicekl foam (NF) by a facile solvothermal method. Homogeneous LDH structure on the NF was clearly observed. However, the surface microstructure of the nickel foam began to be irregular and collapsed when Mo precursor is doped. Electrocatalytic OER properties were analyzed by Linear sweep voltammetry (LSV) and Electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The amount of Mo doping used in the electrocatalytic reaction was found to play a crucial role in improving catalytic activity. The optimum Mo amount introduced into the Ni LDH was discussed with respect to their OER performance.
Park, Jae Eun;Park, Min Hwa;Seo, Hyeong Jun;Kim, Tae Seong;Kim, Dae Weon;Kim, Bo Ram;Choi, Hee Lack
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.31
no.2
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pp.89-95
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2021
Research on the production of lithium hydroxide (LiOH) has been actively conducted in response to the increasing demand for high nickel-based positive electrode materials for lithium-ion batteries. Herein we studied the conversion of lithium oxide (Li2O) through thermal decomposition of lithium carbonate for the production of lithium hydroxide from lithium carbonate (Li2CO3). The reaction mechanism of lithium carbonate with alumina, quartz and graphite crucible during heat treatment was confirmed. When graphite crucible was used, complete lithium oxide powder was obtained. Based on the TG analysis results, reagent-grade lithium carbonate was heat-treated at 700℃, 900℃ and 1100℃ for various time and atmosphere conditions. XRD analysis showed the produced lithium oxide showed high crystallinity at 1100℃ for 1 hour in a nitrogen atmosphere. In addition, several reagent-grade lithium oxides were reacted at 100℃ to convert to lithium hydroxide. XRD analysis confirmed that lithium hydroxide (LiOH) and lithium hydroxide monohydrate (LiOH·H2O) were produced.
Lee, Jung-Il;Ko, Daehyeon;Mhin, Sungwook;Ryu, Jeong Ho
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.31
no.3
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pp.143-148
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2021
Alkaline oxygen evolution reaction (OER) electrocatalysts have been widely studied for improving the efficiency and green hydrogen production through electrochemical water splitting. Transition metal-based electrocatalysts have emerged as promising materials that can significantly reduce the hydrogen production costs. Among the available electrocatalysts, transition metal-based layered double hydroxides (LDHs) have demonstrated outstanding OER performance owing to the abundant active sites and favorable adsorption-desorption energies for OER intermediates. Currently, cobalt doped nickel LDHs (NiCo LDHs) are regarded as the benchmark electrocatalyst for alkaline OER, primarily owing to the physicochemical synergetic effects between Ni and Co. We report effects of heat-treatment of the as-grown NiCo LDH on electrocatalytic activities in a temperature range from 250 to 400℃. Electrocatalytic OER properties were analysed by linear sweep voltammetry (LSV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The heat-treatment temperature was found to play a crucial role in catalytic activity. The optimum heat-treatment temperature was discussed with respect to their OER performance.
Objectives: The aim of the study was to analyze the constituents of Pyrolusitum, which was used to eliminate static blood and inflammation, to establish the basis of clinical application. Methods: Qualitative analysis was performed by X-Ray Diffraction (XRD) using the sample as a powder, and the elemental content of granular sample was measured by X-Ray Fluorescence (XRF). 1 M hydrochloric acid and 5% sodium hydroxide aqueous solution were added to observe the changing shape, respectively. Results: Qualitative analysis by XRD revealed that the Pyrolusitum samples used in the study contained quarts and kaolinite. Quantitative analysis by XRF revealed that the manganese content in the samples used in the study was 6.16% on average, while iron was contained the highest amount of 22.99%. The minor constituents include 1.08% of titanium, 0.30% of barium, 0.18% of lead, 0.06% of zirconium, 0.05% of chromium, 0.04% of zinc, 0.03% of cadnium, 0.02% of nickel, 0.01% of arsenic, 0.01% of copper, 0.01% of rubidium, 0.01% of strontium, 0.00% of molybdenum, respectively. And cobalt, which is reported to be a constituent of Pyrolusitum, was not detected at all in the samples of the study. Pyrolusitum was dissolved in dark brown when it was put into 1 M hydrochlorid acid, and there was brown precipitate when sodium hydroxide solution was added to Pyrolusitum and stirred. Conclusions: It was found that manganese and iron were the major constituents of Pyrolusitum, and it could be identified by using concentrated hydrochloric acid and sodium hydroxide solution.
The process for recovery of acids and valuable metals such as nickel and chromium from the stainless-steel pickling acids has been developed vased on the use of solvent extraction technique. Until now, several processes for the treatment of waste acids were already developed in such countries as Japan, Swden and Canada. Those methods are, however, forcussed on the recovery of acids from them discarding the metals included in them as the hydroxides sludge. In the present work, the recovery of nickel and chromium in addition to nitric acid and hydrofluoric acid has been aimed so as to recycle them to the stainless-steel pickling lines and also to minimize the amount of sludge generated during the treatment of waste acids. The establishment of the process to recover the acids has been carried out based on the solvent extraction with TBP. The iron was eliminated from the waste solutions by precipitating in the form of hydroxide through the adjustment of pH with calcined limestone and the selective extration of chromium and nickel from the resultant solutions has been conducted by using D2EHPA as extractant.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.56
no.5
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pp.299-308
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2023
In this study, phosphorus (P)-doped nickel cobaltite (P-NiCo2O4) and nickel-cobalt layered double hydroxide (P-NiCo-LDH) were synthesized on nickel (Ni) foam as a conductive support using hydrothermal synthesis. The thermal properties, crystal structure, microscopic surface morphology, chemical distribution, electronic state of the constituent elements on the sample surface, and electrical properties of the synthesized P-NiCo2O4 and P-NiCo-LDH samples were analyzed using thermogravimetric analysis-differential scanning calorimetry (TGA-DSC), X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge (GCD), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The P-NiCo2O4 electrode exhibited a specific capacitance of 1,129 Fg-1 at a current density of 1 Ag-1, while the P-NiCo-LDH electrode displayed a specific capacitance of 1,012 Fg-1 at a current density of 1 Ag-1. When assessing capacity changes for 3,000 cycles, the P-NiCo2O4 electrode exhibited a capacity retention rate of 54%, whereas the P-NiCo-LDH electrode showed a capacity retention rate of 57%.
The organic-capped Ba-Ti-O nanolayers were coated uniformly on spherical Ni particles for multilayer ceramic capacitor (MLCC) applications via the formation of Ti-hydroxide nano-coating layers and their subsequent reaction with Ba-stearate at $180^{\circ}C$. The capping of organic shell on oxide coating layer changed the hydrophilic surface structure into hydrophobic one, which significantly improved the dispersion behavior in hydrophobic solvents such as terpineol and butanol. In addition, the uniform coating of Ba-Ti-O layer was advantageous to prevent Ni oxidation. This method provides a useful chemical route to fabricate organic-soluble Ba-Ti-O coated Ni particles for a highly integrated passive component.
Microstructured Al@Al2O3 and Al@Ni-Al LDH (LDH = layered double hydroxide) core-shell metal-ceramic composites are prepared by hydrothermal reactions of aluminum (Al) metal substrates. Controlled hydrothermal reactions of Al metal substrates induce the hydrothermal dissolution of Al ions at the Al-substrate/solution interface and reconstruction as porous metal-hydroxides on the Al substrate, thereby constructing unique metal-ceramic core-shell composite structures. The morphology, composition, and crystal structure of the core-shell composites are affected largely by the ions in the hydrothermal solution; therefore, the critical physicochemical and surface properties of these unique metal-ceramic core-shell microstructures can be modulated effectively by varying the solution composition. A Ni/Al@Al2O3 catalyst with highly dispersed catalytic Ni nanoparticles on an Al@Al2O3 core-shell substrate was prepared by a controlled reduction of an Al@Ni-Al LDH core-shell prepared by hydrothermal reactions of Al in nickel nitrate solution. The reduction of Al@Ni-Al LDH leads to the exolution of Ni ions from the LDH shell, thereby constructing the Ni nanoparticles dispersed on the Al@Al2O3. The catalytic properties of the Ni/Al@Al2O3 catalyst were investigated for CO2 methanation reactions. The Ni/Al@Al2O3 catalyst exhibited 2 times greater CO2 conversion than a Ni/Al2O3 catalyst prepared by conventional incipient wetness impregnation and showed high structural stability. These results demonstrate the high effectiveness of the design and synthesis methods for the metal-ceramic composite catalysts derived by hydrothermal reactions of Al metal substrates.
A method was developed for the separation of titanium, niobium and zirconium together in a group from the coexisting ions of various metals such as iron, cobalt, nickel, yttrium and rare earths by means of the cation exchange column using ${\alpha}$-hydroxyisobutyric acid as the eluent. In the course of the present investigation, it was found that the tailing phenomena of zirconium were attributable to the hydroxide precipitation which was made prior to the elution. For example, if zirconium was precipitated by sodium hydroxide, the tailing of zirconium became very serious in contrast to the results reported by others. This paper describes how these tailing phenomena of zirconium were prevented and how a practical procedure for the separation of these ions was, achieved using ion-exchange method. Using the present method the nuclides of $^{90m}Y$ and $^{90}Y$ were separated with radiochemical purity from the irradiated zirconium.
Kim, Boram;Ahn, Nak-Kyoon;Lee, Sang-Woo;Kim, Dae-Weon
Resources Recycling
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v.28
no.6
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pp.18-25
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2019
In order to recover the cerium contained in the spent nickel metal hydride batteries (NiMH battery), the recovered rare earth complex precipitates from NIMH were converted into rare earth hydroxides through ion exchange reaction to react with NaOH aqueous solution at a reaction temperature of 70 ℃, for 4 hours. Rare earth hydroxides were oxidized by injecting air at 80 ℃ for 4 hours to oxidize Ce3+ to Ce4+. The oxidation rate of cerium was confirmed to be about 25 % through XPS, and the oxidized powder was separated from the rest of the rare earth using the difference in solubility in dilute sulfuric acid. The finally recovered powder has a crystal phase of cerium hydroxide (Ce(OH)4). The cerium purity of the final product was about 94.6 %, and the recovery rate was 97.3 %.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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